DE102014223007A1 - Container system for a fluid and method of manufacture - Google Patents
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Abstract
Behältnissystem (1) für ein Fluid (3), umfassend ein Behältnis (5) mit einer Außenwandung (7) sowie einer Kavität (9), welchem entweder ein Kulissenelement oder ein Kulissenstein zugeordnet ist, eine Schallwandlungseinheit (11) mit einer Längsachse (13), welcher der Kulissenstein beziehungsweise das Kulissenelement zugeordnet ist, ein Kopplungselement (15) zur akustischen Kopplung der Schallwandlungseinheit (11) mit dem Behältnis (5), wobei eine Kontur des Kulissenelements derart ausgebildet ist, dass bei einem Einführen der Schallwandlungseinheit (11) in die Kavität (9) ein erster Bewegungsverlauf der Schallwandlungseinheit (11) relativ zu dem Behältnis (5) erfolgt und zwar im Wesentlichen frei von einem mechanischen Kontakt des Kopplungselements (15) mit entweder der Schallwandlungseinheit (11) oder der Außenwandung (7), und anschließend daran ein zweiter Bewegungsverlauf mit einem Verschwenken der Schallwandlungseinheit (11) relativ zu dem Behältnis (5) erfolgt bis die Schallwandlungseinheit (11) eine Endposition erreicht, in der das Kopplungselement (15) zwischen der Außenwandung (7) und der Schallwandlungseinheit (11) eingepresst ist.Container system (1) for a fluid (3), comprising a container (5) with an outer wall (7) and a cavity (9), which is assigned either a link element or a sliding block, a sound conversion unit (11) with a longitudinal axis (13 ), which is associated with the sliding block or the link element, a coupling element (15) for the acoustic coupling of the sound conversion unit (11) with the container (5), wherein a contour of the link element is formed such that upon insertion of the sound conversion unit (11) in the cavity (9) is a first movement course of the sound conversion unit (11) relative to the container (5) substantially free from mechanical contact of the coupling element (15) with either the sound conversion unit (11) or the outer wall (7), and Thereafter, a second course of movement with a pivoting of the sound conversion unit (11) relative to the container (5) takes place until the Sound conversion unit (11) reaches an end position in which the coupling element (15) between the outer wall (7) and the sound conversion unit (11) is pressed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Behältnissystem für ein Fluid sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Behältnissystems für ein Fluid.The invention relates to a container system for a fluid and to a method for producing a container system for a fluid.
Zum Vermessen eines Fluids in einem Fluidbehälter kann insbesondere eine akustische Messvorrichtung eingesetzt werden. Ein Schallwandler der akustischen Messvorrichtung kann sowohl als Schallerzeuger als auch als Schallempfänger arbeiten. Für eine Bestimmung einer Höhe einer Fluidoberfläche oder einer Konzentration des Fluids in dem Fluidbehälter können mittels des Schallwandlers Schallimpulse in das zu vermessende Fluid abgegeben werden. Die Schallimpulse können von einer Grenzfläche des Fluids zu einem weiteren Medium reflektiert werden. Aus der Laufzeit der Schallimpulse können Rückschlüsse auf Eigenschaften des Fluids in dem Fluidbehälter gezogen werden. For measuring a fluid in a fluid container, in particular an acoustic measuring device can be used. A sound transducer of the acoustic measuring device can work both as a sound generator and as a sound receiver. For a determination of a height of a fluid surface or a concentration of the fluid in the fluid container, sound pulses can be emitted into the fluid to be measured by means of the sound transducer. The sound pulses can be reflected from an interface of the fluid to another medium. From the duration of the sound pulses can be drawn conclusions about the properties of the fluid in the fluid container.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Behältnissystem für ein Fluid zu schaffen, das ein präzises und zuverlässiges Vermessen des Fluids ermöglicht. Des Weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Behältnissystems für ein Fluid zu schaffen, welches ein präzises und zuverlässiges Vermessen des Fluids ermöglicht. The object underlying the invention is to provide a container system for a fluid, which allows a precise and reliable measurement of the fluid. Furthermore, it is the object of the invention to provide a method for producing a container system for a fluid, which enables a precise and reliable measurement of the fluid.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.
Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Behältnissystem für ein Fluid, das ein Behältnis zur Bevorratung des Fluids umfasst. Das Behältnis weist eine Außenwandung sowie eine Kavität auf. Dem Behältnis ist entweder ein Kulissenelement oder ein Kulissenstein zugeordnet.According to a first aspect, the invention is characterized by a container system for a fluid, which comprises a container for storing the fluid. The container has an outer wall and a cavity. The container is assigned either a link element or a sliding block.
Das Behältnissystem umfasst ferner eine Schallwandlungseinheit zur Vermessung des Fluids. Die Schallwandlungseinheit weist eine Längsachse auf. Der Schallwandlungseinheit ist der Kulissenstein beziehungsweise das Kulissenelement zugeordnet.The container system further comprises a sound conversion unit for measuring the fluid. The sound conversion unit has a longitudinal axis. The sound conversion unit is associated with the sliding block or the gate element.
Des Weiteren weist das Behältnissystem ein Kopplungselement zur akustischen Kopplung der Schallwandlungseinheit mit dem Behältnis auf. Das Kulissenelement und der Kulissenstein bilden eine Kulisse zur Führung der Schallwandlungseinheit relativ zu dem Behältnis. Eine Kontur des Kulissenelements ist derart ausgebildet, dass bei einem Einführen der Schallwandlungseinheit in die Kavität ein erster Bewegungsverlauf der Schallwandlungseinheit relativ zu dem Behältnis erfolgt. Der erste Bewegungsverlauf erfolgt im Wesentlichen frei von einem mechanischen Kontakt des Kopplungselements mit entweder der Schallwandlungseinheit oder der Außenwandung. Furthermore, the container system has a coupling element for the acoustic coupling of the sound conversion unit to the container. The link element and the sliding block form a backdrop for guiding the sound conversion unit relative to the container. A contour of the link element is designed such that upon insertion of the sound conversion unit into the cavity, a first movement course of the sound conversion unit takes place relative to the container. The first course of motion is essentially free of any mechanical contact of the coupling element with either the sound conversion unit or the outer wall.
Die Kontur des Kulissenelements ist ferner derart ausgebildet, dass anschließend an den ersten Bewegungsverlauf ein zweiter Bewegungsverlauf erfolgt mit einem Verschwenken der Schallwandlungseinheit relativ zu dem Behältnis, bis die Schallwandlungseinheit eine Endposition erreicht, in der das Kopplungselement zwischen der Außenwandung und der Schallwandlungseinheit eingepresst ist.The contour of the link element is further configured such that following the first course of motion, a second movement takes place with a pivoting of the sound conversion unit relative to the container until the sound conversion unit reaches an end position in which the coupling element is pressed between the outer wall and the sound conversion unit.
Das Kopplungselement ermöglicht einen Ausgleich von Fertigungstoleranzen, so dass zu einer Vermeidung eines Luft- oder Feuchtigkeitseinschlusses zwischen der Schallwandlungseinheit und der Außenwandung des Behältnisses beigetragen wird. Dies bewirkt eine besonders effiziente akustische Kopplung der Schallwandlungseinheit und der Außenwandung. Das Kopplungselement leistet in diesem Zusammenhang einen Beitrag zu einer zuverlässigen und präzisen Vermessung des Fluids durch die Schallwandlungseinheit. The coupling element makes it possible to compensate for manufacturing tolerances, so that an avoidance of air or moisture inclusion between the sound conversion unit and the outer wall of the container is contributed. This causes a particularly efficient acoustic coupling of the sound conversion unit and the outer wall. In this connection, the coupling element contributes to a reliable and precise measurement of the fluid by the sound conversion unit.
Eine derartige Führung der Bewegung der Schallwandlungseinheit und des Behältnisses relativ zueinander ermöglicht bei Herstellung des Behältnissystems, dass eine ungewollte Deformation des Kopplungselements vermieden wird. In vorteilhafter Weise wird so ein besonders zuverlässiger Betrieb des Behältnissystems ermöglicht. Ferner wird eine Montage des Behältnissystems ohne zusätzliche Bauteile wie Keil und Schraube ermöglicht.Such a guidance of the movement of the sound conversion unit and of the container relative to one another makes it possible, upon production of the container system, to prevent unwanted deformation of the coupling element. Advantageously, a particularly reliable operation of the container system is made possible. Furthermore, a mounting of the container system without additional components such as wedge and screw is possible.
In diesem Zusammenhang ist beispielsweise das Kulissenelement dem Behältnis zugeordnet und der dazu korrespondierende Kulissenstein ist der Schallwandlungseinheit zugeordnet. Alternativ ist beispielsweise das Kulissenelement der Schallwandlungseinheit zugeordnet und der dazu korrespondierende Kulissenstein ist dem Behältnis zugeordnet.In this context, for example, the gate element associated with the container and the corresponding sliding block is associated with the sound conversion unit. Alternatively, for example, the link element of the sound conversion unit is assigned and the corresponding sliding block is associated with the container.
Das Kulissenelement ist beispielsweise als Schlitz, Steg oder Nut ausgebildet. Der Kulissenstein ist beispielsweise als Stift oder Zapfen ausgebildet. Der Kulissenstein ist durch das Kulissenelement beispielsweise beidseitig zwangsgeführt. Eine Übertragungsfunktion der aus Kulissenstein und Kulissenelement gebildeten Kulisse ist durch einen Verlauf der Kontur des Kulissenelements vorgegeben. Eine derartige Führung kann auch als Kulissenführung bezeichnet werden.The link element is formed for example as a slot, web or groove. The sliding block is formed, for example, as a pin or pin. The sliding block is positively constrained by the link element, for example, on both sides. A transfer function of the gate block and gate element formed backdrop is given by a profile of the contour of the link element. Such a guide can also be referred to as link guide.
Eine Kraft, die bei der Herstellung des Behältnissystems in dem ersten Bewegungsverlauf der Schallwandlungseinheit relativ zu dem Behältnis auf das Kopplungselement wirkt, wird im Wesentlichen lediglich durch eines aus der Schallwandlungseinheit und der Außenwandung hervorgerufen, so dass das Kopplungselement in dem ersten Bewegungsverlauf keine ungewollte Deformation erfährt. Insbesondere wird die Kraft entweder lediglich durch die Schallwandlungseinheit oder lediglich durch die Außenwandung hervorgerufen.A force that acts on the coupling element relative to the container during the production of the container system in the first movement course of the sound conversion unit is essentially caused only by one of the sound conversion unit and the outer wall, so that the coupling element in the first movement course undergoes no unwanted deformation. In particular, the force is either caused only by the sound conversion unit or only by the outer wall.
Insbesondere erfolgt der erste Bewegungsverlauf der Schallwandlungseinheit relativ zu dem Behältnis dazu entlang der Längsachse. Das Kopplungselement ist in vorteilhafter Weise dabei bereits auf der Schallwandlungseinheit angeordnet. Alternativ ist das Kopplungselement bereits auf der Außenwandung angeordnet.In particular, the first course of motion of the sound conversion unit relative to the container thereto takes place along the longitudinal axis. The coupling element is advantageously already arranged on the sound conversion unit. Alternatively, the coupling element is already arranged on the outer wall.
Das Kopplungselement kann auch als Kopplungskissen bezeichnet werden. Das Kopplungskissen ist vorzugsweise aus einem gummiartigen Material hergestellt.The coupling element may also be referred to as a coupling pad. The coupling pad is preferably made of a rubbery material.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist dem Behältnis entweder ein Gelenkkopf oder eine Gelenkpfanne zugeordnet. Ferner ist der Schallwandlungseinheit die Gelenkpfanne beziehungsweise der Gelenkkopf zugeordnet. Der Gelenkkopf und die Gelenkpfanne bilden ein Gelenk zur Führung der Schallwandlungseinheit relativ zu dem Behältnis in dem zweiten Bewegungsverlauf.In an advantageous embodiment according to the first aspect of the container is assigned either a condyle or a socket. Furthermore, the sound conversion unit is associated with the joint socket or the joint head. The condyle and the socket form a joint for guiding the sound conversion unit relative to the container in the second course of movement.
Das Gelenk ermöglicht eine zuverlässige und präzise Führung der Bewegung der Schallwandlungseinheit und des Behältnisses relativ zueinander, so dass bei Herstellung des Behältnissystems eine ungewollte Deformation des Kopplungselements vermieden wird.The joint allows a reliable and precise guidance of the movement of the sound conversion unit and of the container relative to each other, so that an unwanted deformation of the coupling element is avoided when producing the container system.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt sind das Kulissenelement und der Kulissenstein ausgebildet zur Fixierung der Schallwandlungseinheit bezüglich des Behältnisses in der Endposition.In a further advantageous embodiment according to the first aspect, the link element and the sliding block are designed for fixing the sound conversion unit with respect to the container in the end position.
Dies trägt zu einem langlebig zuverlässigen Betrieb des Behältnissystems bei. Eine Fixierung der Schallwandlungseinheit bezüglich des Behältnisses mittels des Kulissenelements und des Kulissensteins trägt dabei zu einer einfachen Montage des Behältnissystems bei.This contributes to a long-lasting reliable operation of the container system. A fixation of the sound conversion unit with respect to the container by means of the link element and the sliding block contributes to a simple installation of the container system.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt ist dem Behältnis mindestens eine zusätzliche Führungswand zugeordnet, die einen Teil der Kulisse umfasst.In a further advantageous embodiment according to the first aspect of the container at least one additional guide wall is assigned, which comprises a part of the backdrop.
Dies trägt insbesondere im Falle einer Fixierung der Schallwandlungseinheit bezüglich des Behältnisses mittels dem Kulissenelement und dem Kulissenstein dazu bei, dass die Fixierung von außen zugänglich und damit einfach lösbar ausgebildet sein kann. Ferner wird durch ein teilweises Anordnen und/oder Fixieren der Schallwandlungseinheit außerhalb der Kavität ein Volumenverlust des Behältnisses aufgrund der Schallwandlungseinheit gering gehalten.This contributes in particular in the case of a fixation of the sound conversion unit with respect to the container by means of the link element and the sliding block to the fact that the fixation can be accessed from the outside and thus easily detachable. Furthermore, a volume loss of the container due to the sound conversion unit is kept low by partially arranging and / or fixing the sound conversion unit outside the cavity.
Beispielsweise umfasst die Außenwandung die mindestens eine Führungswand. Alternativ ist die mindestens eine Führungswand beispielsweise angeschweißt an die Außenwandung. For example, the outer wall comprises the at least one guide wall. Alternatively, the at least one guide wall, for example, welded to the outer wall.
Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zur Herstellung eines Behältnissystems für ein Fluid, welches ein Behältnis zur Bevorratung des Fluids umfasst. Das Behältnis weist eine Außenwandung sowie eine Kavität auf.According to a second aspect, the invention is characterized by a method for producing a container system for a fluid, which comprises a container for storing the fluid. The container has an outer wall and a cavity.
Das Behältnissystem umfasst ferner eine Schallwandlungseinheit zur Vermessung des Fluids. Die Schallwandlungseinheit weist eine Längsachse auf. The container system further comprises a sound conversion unit for measuring the fluid. The sound conversion unit has a longitudinal axis.
Des Weiteren umfasst das Behältnissystem ein Kopplungselement zur akustischen Kopplung der Schallwandlungseinheit mit dem Behältnis. Die Schallwandlungseinheit wird in einem ersten Bewegungsverlauf relativ zu dem Behältnis in die Kavität eingeführt, und zwar derart, dass das Kopplungselement im Wesentlichen frei ist von einem mechanischen Kontakt mit entweder der Schallwandlungseinheit oder der Außenwandung.Furthermore, the container system comprises a coupling element for the acoustic coupling of the sound conversion unit to the container. The sound conversion unit is introduced into the cavity in a first movement relative to the container in such a way that the coupling element is substantially free from mechanical contact with either the sound conversion unit or the outer wall.
Die Schallwandlungseinheit wird ferner in einem zweiten Bewegungsverlauf relativ zu dem Behältnis verschwenkt, bis eine Endposition der Schallwandlungseinheit bezüglich des Behältnisses erreicht wird, in der das Kopplungselement zwischen der Außenwandung und der Schallwandlungseinheit eingepresst ist.The sound conversion unit is further pivoted in a second movement course relative to the container until an end position of the sound conversion unit is achieved with respect to the container in which the coupling element between the outer wall and the sound conversion unit is pressed.
Ein derartiger Bewegungsverlauf der Schallwandlungseinheit und des Behältnisses relativ zueinander ermöglicht bei Herstellung des Behältnissystems, dass eine ungewollte Deformation der Kopplungsschicht vermieden wird. In vorteilhafter Weise wird so ein besonders zuverlässiger Betrieb des Behältnissystems ermöglicht.Such a course of movement of the sound conversion unit and of the container relative to one another makes it possible, upon production of the container system, to prevent unwanted deformation of the coupling layer. Advantageously, a particularly reliable operation of the container system is made possible.
Der Bewegungsverlauf der Schallwandlungseinheit und des Behältnisses relativ zueinander kann dabei beispielsweise maschinell geführt erfolgen. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Behältnissystem in diesem Zusammenhang beispielsweise Führungselemente aufweisen.The course of movement of the sound conversion unit and the container relative to each other can be done, for example, guided by a machine. Alternatively and / or additionally, the container system in this context, for example, have guide elements.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt ist dem Behältnis entweder ein Kulissenelement oder ein Kulissenstein zugeordnet.In a further advantageous embodiment according to the second aspect, the container is assigned either a link element or a sliding block.
Des Weiteren ist der Schallwandlungseinheit der Kulissenstein beziehungsweise das Kulissenelement zugeordnet. Das Kulissenelement und der Kulissenstein werden zu einer Kulisse gekoppelt, zur Führung der Schallwandlungseinheit relativ zu dem Behältnis in dem ersten Bewegungsverlauf und in dem zweiten Bewegungsverlauf. Furthermore, the sound conversion unit of the sliding block or the link element is assigned. The link element and the sliding block are coupled to a backdrop, for guiding the sound conversion unit relative to the container in the first movement course and in the second movement course.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt wird die Schallwandlungseinheit bei Erreichen der Endposition bezüglich des Behältnisses fixiert durch das Kulissenelement und den Kulissenstein. In a further advantageous embodiment according to the second aspect, the sound conversion unit is fixed upon reaching the end position with respect to the container by the link element and the sliding block.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt ist dem Behältnis entweder ein Gelenkkopf oder eine Gelenkpfanne zugeordnet.In a further advantageous embodiment according to the second aspect, the container is assigned either a condyle or a socket.
Des Weiteren ist der Schallwandlungseinheit die Gelenkpfanne beziehungsweise der Gelenkkopf zugeordnet. Der Gelenkkopf und die Gelenkpfanne werden zu einem Gelenk gekoppelt, zur Führung der Schallwandlungseinheit relativ zu dem Behältnis in dem zweiten Bewegungsverlauf.Furthermore, the sound conversion unit is associated with the joint socket or the joint head. The condyle and the socket are coupled to a joint for guiding the sound conversion unit relative to the container in the second movement course.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Embodiments of the invention are explained below with reference to the schematic drawings.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided across the figures with the same reference numerals.
Das Behältnissystem
Die Kavität
Des Weiteren umfasst das Behältnissystem
Das Kopplungselement
Um eine zuverlässige und präzise Vermessung des Fluids
In diesem Zusammenhang sind dem Behältnis
In einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Kulissenelemente
Die Kulissenelemente
Zusätzlich und/oder alternativ ist dem Behältnis
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Gelenkkopf
Der Gelenkkopf
Eine Kontur der Kulissenelemente
Insbesondere wirkt in diesem Zusammenhang im Wesentlichen lediglich eine Kraft entweder der Schallwandlungseinheit
Beispielhaft ist ein Volumen der Kavität
Die Kontur der Kulissenelemente
In vorteilhafter Weise wird dadurch eine kontrollierte Deformation des Kopplungselements
Die Kulissenelemente
Im Folgenden werden die Montageschritte zur Herstellung des Behältnissystems
In einem Schritt S1 (
Die schienenartig ausgebildeten Kulissensteine
Die schienenartig ausgebildeten Kulissensteine
In einem anschließenden Schritt S3 (
In dem Schritt S5 (
Erst in einem darauffolgenden Schritt S7 (siehe auch
Die Schallwandlungseinheit
Das Kulissenelement
Der Kulissenstein
Beispielsweise ist dem Behältnis
In den
In anderen Ausführungsbeispielen ist ein Behältnissystem derart ausgebildet, dass ein Einführen einer Schallwandlungseinheit in eine Kavität eines Behältnisses vertikal erfolgt (nicht dargestellt). Beispielsweise ist der Schallwandlungseinheit und dem Behältnis dazu eine Kulisse zugeordnet. Alternativ erfolgt das Einführen der Schallwandlungseinheit beispielsweise frei von einer Führung durch die Kulisse.In other embodiments, a container system is designed such that an introduction of a sound conversion unit into a cavity of a container takes place vertically (not shown). For example, the sound conversion unit and the container is assigned to a backdrop. Alternatively, the introduction of the sound conversion unit is done, for example, free of a guide through the backdrop.
Bei der Herstellung dieses Behältnissystems wird die Schallwandlungseinheit vertikal in das Behältnis eingeführt und beispielsweise mittels Keil und Schraube horizontal in eine Endposition bezüglich des Behältnisses verschoben.In the manufacture of this container system, the sound conversion unit is inserted vertically into the container and moved horizontally, for example by means of wedge and screw in an end position with respect to the container.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Behältnissystem container system
- 33
- Fluid fluid
- 55
- Behältnis container
- 77
- Außenwandung outer wall
- 99
- Kavität cavity
- 1111
- Schallwandlungseinheit Sound conversion unit
- 1313
- Längsachse longitudinal axis
- 1515
- Kopplungselement coupling element
- 21 ... 2721 ... 27
- Kulissenelement link element
- 2929
- Gelenkkopf joint head
- 31 ... 3731 ... 37
- Kulissenstein sliding block
- 3939
- Gelenkpfanne socket
- 4141
- Führungswand guide wall
- S1 ... S13S1 ... S13
- Verfahrensschritte steps
- 501, 509501, 509
- Vertikalklipp vertical clip
- 503 ... 507503 ... 507
- Horizontalklipp Horizontal clip
- 511511
- Auswölbung bulge
- 513, 515513, 515
- Rille groove
- 517, 519517, 519
- Rippen ribs
- 521521
- Vorsprung head Start
- 523523
- Halbzylinderlager Half cylinder bearings
- 525525
- Kopplungsschicht coupling layer
- 527527
- Zylinderloch cylinder hole
- 601601
- Behältnissystem container system
- 605605
- Behältnis container
- 607607
- Außenwandung outer wall
- 609609
- Kavität cavity
- 611611
- Schallwandlungseinheit Sound conversion unit
- 613613
- Längsachse longitudinal axis
- 615615
- Kopplungsschicht coupling layer
- 616616
- Abstand distance
Claims (8)
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